[發明專利]一種以Se-Sb-Zn-Mn系鋁合金為材料的凸輪的粉末冶金成形制造方法

在審

• 申請號: 201410573507.6
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN105522158A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 沈秋
• 申請（專利權）人: 無錫橋陽機械制造有限公司
• 主分類號: B22F5/08
• 分類號: B22F5/08;C22C21/00;B23P15/14
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 徐鵬飛

技術領域

該發明屬于粉末冶金技術領域，本發明涉及鋁合金及其凸輪，尤其是一種 以Se-Sb-Zn-Mn系鋁合金為材料的凸輪的粉末冶金成形制造方法。

背景技術

在傳統的凸輪制造材料中有多種，包括鋼材，鑄鐵等，還有一些高聚合物 非金素等，一般金素以及合金材料凸輪最多，但金素以及合金材料凸輪是通過 切削加工制得的，即在凸輪成型機床(如插齒機、滾齒機等)上進行機加工， 其加工步驟大致為落料—熱處理—在車床上車出齒坯—在專用機床上成型凸輪 -表面熱處理。但這種制造方法工序較多，生產時間長。工藝較復雜，生產周期 長，生產效率低，生產成本也比較高。其它材質的凸輪，由于存在一些缺點， 因此只適合于特定的環境中。一般機械加工的凸輪的齒頂與齒根在進入與脫離 嚙合時，同時存在兩對齒接觸，而在中間部分嚙合時只存在一對齒嚙合，因此 在施加徑向壓力不變的同時反映在中間區域的切削力相對其它區域要高出許 多，且此區域幾乎不可能形成彈性變形，造成切削層更多，形成齒形中凹，使 凸輪在傳動時將會產生很大的噪聲，破壞了凸輪精度，同時也影響刀具使用壽 命。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明為了解決上述問題，設計了一種以 Se-Sb-Zn-Mn系鋁合金為材料的凸輪的粉末冶金成形制造方法。

本發明設計了以Se-Sb-Zn-Mn系鋁合金為材料的凸輪的粉末冶金成形制造 方法，該凸輪材料主要包括了下列元素的百分比含量：Mg1.3％-2.7％，Sb 1.12％-1.51％，Ti0.56％-0.89％，Se0.1％-0.2％，Mn1.1％-1.7％，Cu<0.02％， S<0.02％,P<0.25％,其余為鋁及其雜質，優選Mg1.5％-2.2％，Sb1.17％-1.43％， Ti0.63％-0.82％，Se0.12％-0.15％，Mn1.2％-1.5％，Cu<0.02％，S<0.02％,P<0.25％。 采用了下列加工工藝：(1)粉末冶金進行毛坯成型，采用機械粉碎法制得粉料， 即通過壓碎的方法將塊狀金屬粉碎成粉末，再對粉末進行預處理，首先對粉末 進行退火處理，退火溫度為250-290℃，之后對粉末原料進行分級處理，粗粒 采用振動篩進行篩分，細粒采用空氣分級法，將各種粉末進行均勻混合，使壓 制和燒結時狀態均勻一致，最后將小顆粒粉末制成團裝顆粒，然后將得到的粉 料采用封閉冷壓鋼模成形法進行壓制，最后對壓制成型的凸輪坯料進行燒結， 燒結溫度為：1200-1300℃，燒結時間為：0.5-1.5h，在真空中燒結。在爐內緩 冷到550℃，再空冷，(2)對采用粉末冶金法制的凸輪毛坯進行去應力調質處 理，即采用火焰淬火和高溫回火，將燃燒的氧乙炔上噴射到工件表面，使其快 速升溫，達到淬硬溫度后立即霧化氣冷卻，回火溫度為620-650℃，調質硬度 58-62HRC，(3)對調質處理后的凸輪進行車削加工，加工余量為1.3-1.8mm， 加工精度為IT7-IT8，表面粗糙度為:Ra＝1.7-1.3μm,(4)進行碳氮共滲處理， 即把工件置于密封加熱爐中通入丙酮、煤油等滲碳劑，將溫度加熱到880-910℃， 使工件在此高溫下進行滲碳氮共滲,滲碳氮深度為0.02-0.05mm，在碳氮共滲 工件要垂直置于密封加熱爐中上空，(5)采用高壓噴射法對凸輪進行混合油鍍 層，該混合油由成分的百分比為：潤滑油30％-35％、地板蠟20％-25％、蜂蠟 10％-15％、凡思林20％-35％，增強其防氧化防腐蝕的能力，(6)對防腐蝕處理后 的凸輪軸進行超聲波拋光處理，即將凸輪軸放在磨料懸浮液中，然后將工件和 懸浮液置于超聲波場中，通過超聲波的震蕩作用，使磨粒在高速下撞擊凸輪表 面，使凸輪的微凸起被切削掉，使工件表面磨削拋光，超聲波在26000-29000Hz 范圍內。